一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统技术方案

一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，包括排种链条与电机、减速器，排种链条上均匀设置若干取种勺，每个所述取种勺在同一位置上安装取种勺位置信号携载器，在对应安装有取种勺位置信号携载器一侧设置取种勺位置传感器，取种勺位置传感器对应设置排种检测光电传感器组，排种检测光电传感器组、取种勺位置传感器分别与系统控制器连接，系统控制器与驱动器连接，驱动器与电机连接。本发明专利技术提出了基于取种勺位置信号携载器、排种检测光电传感器组和核心运算处理器CPU组成的“三检测漏播及补偿决策系统”支持的排种系统，该系统的整体结构得以根本性简化，无额外备用排种装置，系统所需功率减小、配套动力减小、投资显著降低。

A Seeding System of Electrically Driven Precision Potato Seeder

The seed metering system of an all-electric driving precision potato seeder includes a seed metering chain, a motor and a reducer. Several seed picking spoons are evenly arranged on the seed metering chain. Each seed picking spoon is equipped with a seed picking spoon position signal carrier at the same position. A seed picking spoon position sensor is arranged on the side of the seed picking spoon position signal carrier, and a seed picking spoon position sensor is corresponding to the seed picking spoon position sensor. A photoelectric sensor group for seed metering detection is set up. The photoelectric sensor group for seed metering detection and the position sensor for seed picking spoon are respectively connected with the system controller, the system controller is connected with the driver, and the driver is connected with the motor. The seed metering system supported by the \three detection missed seeding and compensation decision-making system\ which is composed of a seed picking spoon position signal carrier, a seed metering photoelectric sensor group and a CPU core computing processor is proposed. The overall structure of the system is fundamentally simplified, there is no additional spare seed metering device, the power required by the system is reduced, the matching power is reduced, and the investment is significantly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统
本专利技术属于农业机械及其电气自动化
，具体涉及一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统。
技术介绍
随着马铃薯种植面积和机械化程度的不断提高，马铃薯种植机械化本身的一些不足逐渐显露出来。主要原因在于我国大部分地区采用切块薯种植，由于薯块形状、大小不一，作业中种勺取种时容易因为漏取而造成漏播，这将导致不应有的减产。解决漏播问题的有效措施是增加播种监测与漏播补偿装置，检测到取种勺上缺种，及时补种。目前国内外已有对漏播监测的相关研究，例如王关平等提出了“基于AVR单片机的马铃薯漏播检测与枪栓式补种器电控系统”，但是，这种技术主要是采用排种管监测，并在原排种器外加装一套备用排种装置，当原排种装置出现漏播时，备用装置进行补播，这种排种器与漏播补种装置相互独立的补种方式结构复杂，并且存在需要待补薯种在有限型腔中事先就位的先决要求，容易发生补偿薯种的自身堵塞问题；在此基础上，其团队还提出了“单向离合器式播种补种一体化马铃薯种植机”，该构想的核心在于单向离合器的使用使得正常播种和补种使用不同的动力源，但是不需要补种箱，后一取种勺追赶前一漏种勺进行补偿，该系统确实较为新颖，但动力的切换容易导致机器工作的不稳定，补偿系统动力的介入要从零骤然跃升，这给系统的机械实现带来了较为严峻的挑战。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种能精确实现补偿的全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统。为解决本专利技术的技术问题采用如下技术方案：一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，包括设置在马铃薯播种机机体上的种箱、机架竖梁、链轮轴承、排种槽、地轮，所述机架竖梁设置排种槽，所述排种槽内设置排种链条，所述排种链条与电机、减速器、动力传送齿轮组联动，所述排种链条上均匀设置若干取种勺，每个所述取种勺在同一位置上安装取种勺位置信号携载器，在对应安装有取种勺位置信号携载器一侧的排种槽上从上到下三个位置分别设置取种勺位置传感器III、取种勺位置传感器II及取种勺位置传感器I，相邻所述取种勺位置传感器之间的距离L1与相邻取种勺之间的距离L相等，在取种勺位置传感器III、取种勺位置传感器II、取种勺位置传感器I之上的种薯平均半径r处分别设置排种检测光电传感器组III、排种检测光电传感器组II、排种检测光电传感器组I，其中取种勺位置传感器I距离种薯进入位置可调式的开沟器自由落体运动的起点线距离L1与相邻取种勺之间的距离L相同，所述排种检测光电传感器组、取种勺位置传感器分别与系统控制器连接，所述系统控制器设置在马铃薯播种机机体上；所述系统控制器与驱动器连接，所述驱动器与电机连接，所述电机、系统控制器和驱动器分别与车载蓄电池连接，所述车载蓄电池设置在马铃薯播种机机体上。所述系统控制器安置于种箱外部的马铃薯播种机机体上，所述系统控制器包括核心运算处理器CPU和车速传感器，其中核心运算处理器CPU具有定时和中断功能，所述核心运算处理器CPU分别与排种检测光电传感器组、取种勺位置传感器、车速传感器连接，所述系统控制器还包括键盘、复位按键、参数显示、漏播报警声光电路。所述排种检测光电传感器组分别对称设置在排种槽的两侧。所述种箱设置种面位置检测装置。所述种面位置检测装置包括在种箱侧面上、中、下三个位置设置的种箱充种接近式传感器和种位线位置信息提示声光电路，上部为种箱充种接近式传感器III，中部为种箱充种接近式传感器II，下部为种箱充种接近式传感器I；其中种箱充种接近式传感器III、种箱充种接近式传感器II、种箱充种接近式传感器I均与系统控制器连接，所述种箱充种接近式传感器给系统控制器提供信号，其中种箱充种接近式传感器III、种箱充种接近式传感器II、种箱充种接近式传感器I任何一个给系统控制器提供的信号状态显示有种，则系统控制器认为该种箱充种接近式传感器所在相应水平面及以上有种，所述种位线位置信息提示声光电路受系统控制器的控制。所述系统控制器实时统计自然播种数、自然漏播数、补种数、最终漏播数，并将结果在参数显示上实时更新显示；当核心运算处理器CPU判断排种检测光电传感器组I处发生漏播事件时，核心运算处理器CPU根据排种检测光电传感器组II处主待补薯种是否具备和排种检测光电传感器组III处次待补薯种是否具备的检测结果给驱动器发出相应的控制信号：如果排种检测光电传感器组II处主待补薯种具备，则核心运算处理器CPU根据取种勺的实时运动速度v1给驱动器发出的控制信号使电机带动排种链条的速度达到v11，使得排种检测光电传感器组II处的取种勺在经过位移2*L1的加速后，能够到达在其依然采用原速度v1而到达的相同位置，从而完成种薯位置无偏差补偿，随后，核心运算处理器CPU重新给驱动器发出控制信号，使电机继续带动排种链条以原实时运动速度v1运行，退出补种状态；如果排种检测光电传感器组II处主待补薯种不具备，而排种检测光电传感器组III处次待补薯种具备，则核心运算处理器CPU根据取种勺的实时运动速度v1给驱动器发出的控制信号应该使电机带动排种链条的速度达到v111，使得排种检测光电传感器组III处的取种勺在经过位移3*L1的加速后，能够到达在其依然采用原速度v1而到达的相同位置，从而能也完成种薯位置无偏差补偿，随后，核心运算处理器CPU重新给驱动器发出控制信号，使电机继续带动排种链条以原实时运动速度v1运行，退出补种状态；如果排种检测光电传感器组II处主待补薯种和排种检测光电传感器组III处次待补薯种均不具备，则核心运算处理器CPU马上以低频启动漏播报警声光电路工作，电机继续以使排种链条的速度达到v111的状态运行，而后，等待检测下一个进入排种检测光电传感器组III处的取种勺背后是否具备待补薯种，如果具备，则按照排种检测光电传感器组II处主待补薯种不具备而排种检测光电传感器组III处次待补薯种具备的情况执行，原排种检测光电传感器组I处的取种勺背后发生最终漏播事件一次，应更新最终漏播数并在参数显示实时显示，核心运算处理器CPU重新给驱动器发出控制信号，使电机继续带动排种链条以原实时运动速度v1运行，退出补种状态，漏播报警声光电路退出工作，系统正常运行；否则，在这种情况下，待检测的下一个进入排种检测光电传感器组III处的取种勺背后待补薯种依然不具备，则核心运算处理器CPU马上以高频启动漏播报警声光电路工作，同时，核心运算处理器CPU给驱动器发出控制信号使电机停止运转，操作人员应该进行人工检查，查明原因并采取相应措施。本专利技术的理论计算为：v2――拖拉机行驶速度，单位：m/s；v1――排种链条正常运转速度，单位：m/s；v11――排种检测光电传感器组II处主待补薯种具备情况下补种时排种链条速度，单位：m/s；v111――排种检测光电传感器组II处主待补薯种不具备而排种检测光电传感器组III处次待补薯种具备时排种链条速度，单位：m/s；ω1――电机所需的正常运转角速度，单位：rad/s；――发生漏播事件的情况下，排种检测光电传感器组II处主待补薯种具备时电机所需达到的运转角速度；――发生漏播事件的情况下，排种检测光电传感器组II处主待补薯种不具备，而排种检测光电传感器组III处次待补薯种具备时电机所需达到的运转角速度；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，包括设置在马铃薯播种机机体上的种箱、机架竖梁、链轮轴承、排种槽、地轮，所述机架竖梁设置排种槽，所述排种槽内设置排种链条，其特征在于：所述排种链条（14）与电机（6）、减速器（7）、动力传送齿轮组（8）联动，所述排种链条（14）上均匀设置若干取种勺（11），每个所述取种勺（11）在同一位置上安装取种勺位置信号携载器（12），在对应安装有取种勺位置信号携载器（12）一侧的排种槽（4）上从上到下三个位置分别设置取种勺位置传感器III（13）、取种勺位置传感器II（13）及取种勺位置传感器I（13），相邻所述取种勺位置传感器（13）之间的距离L1与相邻取种勺（11）之间的距离相等，在所述取种勺位置传感器III（13）、取种勺位置传感器II（13）、取种勺位置传感器I（13）之上的种薯（17）平均半径r处分别对应设置排种检测光电传感器组III（9）、排种检测光电传感器组II（9）、排种检测光电传感器组I（9），其中取种勺位置传感器I（13）距离种薯（17）进入位置可调式的开沟器（21）自由落体运动的起点线距离也与相邻取种勺（11）之间的距离相同，所述排种检测光电传感器组（9）、取种勺位置传感器（13）分别与系统控制器（25）连接，所述系统控制器（25）设置在马铃薯播种机机体上；所述系统控制器（25）与驱动器（24）连接，所述驱动器（24）与电机（6）连接，所述电机（6）、系统控制器（25）和驱动器（24）分别与车载蓄电池（19）连接，所述车载蓄电池（19）设置在马铃薯播种机机体上。...

【技术特征摘要】
1.一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，包括设置在马铃薯播种机机体上的种箱、机架竖梁、链轮轴承、排种槽、地轮，所述机架竖梁设置排种槽，所述排种槽内设置排种链条，其特征在于：所述排种链条（14）与电机（6）、减速器（7）、动力传送齿轮组（8）联动，所述排种链条（14）上均匀设置若干取种勺（11），每个所述取种勺（11）在同一位置上安装取种勺位置信号携载器（12），在对应安装有取种勺位置信号携载器（12）一侧的排种槽（4）上从上到下三个位置分别设置取种勺位置传感器III（13）、取种勺位置传感器II（13）及取种勺位置传感器I（13），相邻所述取种勺位置传感器（13）之间的距离L1与相邻取种勺（11）之间的距离相等，在所述取种勺位置传感器III（13）、取种勺位置传感器II（13）、取种勺位置传感器I（13）之上的种薯（17）平均半径r处分别对应设置排种检测光电传感器组III（9）、排种检测光电传感器组II（9）、排种检测光电传感器组I（9），其中取种勺位置传感器I（13）距离种薯（17）进入位置可调式的开沟器（21）自由落体运动的起点线距离也与相邻取种勺（11）之间的距离相同，所述排种检测光电传感器组（9）、取种勺位置传感器（13）分别与系统控制器（25）连接，所述系统控制器（25）设置在马铃薯播种机机体上；所述系统控制器（25）与驱动器（24）连接，所述驱动器（24）与电机（6）连接，所述电机（6）、系统控制器（25）和驱动器（24）分别与车载蓄电池（19）连接，所述车载蓄电池（19）设置在马铃薯播种机机体上。2.根据权利要求1所述的一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，其特征在于：所述系统控制器（25）安置于种箱（1）外部的马铃薯播种机机体上，所述系统控制器（25）包括核心运算处理器CPU（25-1）和车速传感器（25-2），其中核心运算处理器CPU（25-1）具有定时和中断功能，所述核心运算处理器CPU（25-1）分别与排种检测光电传感器组（9）、取种勺位置传感器（13）、车速传感器（25-2）连接，所述系统控制器（25）还包括键盘（25-3）、复位按键（25-4）、参数显示（25-5）、漏播报警声光电路（25-7）。3.根据权利要求1或2所述的一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，其特征在于：所述排种检测光电传感器组（9）分别对称设置在排种槽（4）的两侧。4.根据权利要求3所述的一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，其特征在于：所述种箱（1）设置种面位置检测装置。5.根据权利要求4所述的一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，其特征在于：所述种面位置检测装置包括在种箱（1）侧面上、中、下三个位置设置的种箱充种接近式传感器（20）和种位线位置信息提示声光电路（25-6），上部为种箱充种接近式传感器III（20），中部为种箱充种接近式传感器II（20），下部为种箱充种接近式传感器I（20）；其中种箱充种接近式传感器III（20）、种箱充种接近式传感器II（20）、种箱充种接近式传感器I（20）均与系统控制器（25）连接，所述种箱充种接近式传感器（20）给系统控制器（25）提供信号，其中种箱充种接近式传感器III（20）、种箱充种接近式传感器II（20）、种箱充种接近式传感器I（20）任何一个给系统控制器（25）提供的信号状态显示有种，则系统控制器（25）认为该种箱充种接近式传感器（20）所在相应水平面及以上有种，所述种位线位置信息提示声光电路（25-6）受系统控制器（25）的控制。6.根据上述任一权利要求所述的一种全电驱动排种马铃薯精密播种机排种系统，其特征在于：所述系统控制器（25）实时统计自然播种数（N1）、自然漏播数（N2）、补种数（N3）、最终漏播数（N4），并将结果在参数显示（25-5）上实时更新显示；当核心运算处理器CPU（25-1）判断排种检测光电传感器组I（9）处发生漏播事件时，核心运算处理器CPU（25-1）根据排种检测光电传感器组II（9）处主待补薯种是否具备和排种检测光电传感器组III（9）处次待补薯种是否具备的检测结果给驱动器（24）发出相应的控制信号：如果排种检测光电传感器组II（9）处主待补薯种具备，则核心运算处理器CPU（25-1）根据取种勺(11)的实时运动速度v1给驱动器（24）发出的控制信号使电机（6）带动排种链条(14)的速度达到v11，使得排种检测光电传感器组II（9）处的取种勺（11）在经过位移2*L1的加速后，能够到达在其依然采用原速度v1而到达的相同位置，从而完成种薯（17）位置无偏差补偿，随后，核心运算处理器CPU（25-1）重新给驱动器（24）发出控制信号，使电机（6）继续带动排种链条（14）以原实时运动速度v1运行，退出补种状态；如果排种检测光电传感器组II（9）处主待补薯种不具备，而排种检测光电传感器组III（9）处次待补薯种具备，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：王关平，孙伟，张华，刘小龙，杨小平，杨浩，李益民，李红岭，杨晚霞，高晓阳，冯全，闫红强，杨森，刘柯楠，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62